Графен открыт в 1859 году, но свое победоносное шествие в авангарде научно-технического прогресса он начал 20 лет назад, в 2004-м, после публикации об «эффекте электрического поля в атомарно тонких углеродных пленках». В статье физиков Андрея Гейма и Константина Новоселова были описаны необычные электронные свойства графена, а также эффективный способ его получения для применения в электронике.
В ту пору на материал возлагались большие надежды. Еще бы: прочнее стали, очень гибкий, суперскользкий и непроницаемый для газов. Лучший электрический проводник, чем медь, с большей, чем у алмаза, теплопроводностью, практически невидимый и демонстрирующий множество экзотических квантовых свойств.
Графен был воспринят как революционный материал, обещающий сверхбыструю электронику, суперкомпьютеры и сверхпрочные материалы. Более смелые прогнозы сулили космические лифты, солнечные паруса, искусственные сетчатки и даже плащи-невидимки. Авторы открытия в 2010 году получили Нобелевскую премию по физике.
Спустя два десятилетия можно подвести первые итоги. Оптимизма поубавилось, если судить по комментариям к любой популярной статье о графене. Они полны вопросов: ну как же так, мы столько ждали, и где космический лифт?
Неужели графен оказался пустышкой? Как это часто бывает, истина — где-то посередине.
Взлеты и падения графенаС точки зрения общественного восприятия справедливо будет назвать ожидания от графена завышенными. Такие прорывные технологии как автомобили, телевидение или пластик потребовали десятилетий развития. Графен — все еще новичок в промышленности, и делать какие-либо выводы о результатах его применения преждевременно.
Тем не менее он все шире задействуется в самых различных продуктах. К ним относятся смешанные пластики для высокопроизводительного спортивного инвентаря, более долговечные гоночные шины для велосипедов, мотоциклетные шлемы, которые лучше распределяют ударную силу, теплопроводящие покрытия для деталей мотоциклов и смазочные материалы для снижения трения и износа между механическими деталями.
Графен находит применение в аккумуляторах и суперконденсаторах, обеспечивая более быструю зарядку и более длительный срок службы. Проводящие графеновые чернила теперь используются для производства датчиков, беспроводных меток слежения, нагревательных элементов и электромагнитного экранирования для защиты чувствительной электроники. Графен даже используется в наушниках для улучшения качества звука и как более эффективное средство передачи тепла в кондиционерах. Изделия из оксида графена используются для опреснения, очистки сточных вод и очистки питьевой воды.
От обещаний к практике
Роль графена в материаловедении неоспорима. Влияние на потребительские товары ощутимо, но не так заметно. После внедрения инновации постоянно говорить о ней уже незачем, а если технология подразумевает какое-то защищенное авторскими правами ноу-хау, это делает огласку незаконной. Поэтому многие могут и не знать, что их автомобиль, мобильный телефон или клюшка для гольфа содержат графен — да это им, должно быть, и не интересно.
Нет сомнений, что спектр применений графена продолжит расширяться, а масштабирование производства сделает его доступнее. Значит, чудо-материал продолжает формировать лучшее будущее — тихо и неуклонно.
Свежие комментарии